يمكن للنباتات جذب الحشرات للقيام بالمناقصة. توم داليمور, مؤلف المنصوص
منذ ما يقرب من 4.5 مليار سنة ، كان سطح الأرض قاحلًا وخاليًا من الحياة. سوف يستغرق الأمر ملياري سنة أخرى حتى تظهر الكائنات وحيدة الخلية الأولى في المحيط ، بما في ذلك الطحالب الأولى الجريبانيا الحلزونية، والتي كانت بحجم قطعة 50 بنسًا تقريبًا.
كانت النباتات المكونة من العديد من الخلايا موجودة منذ 800 مليون سنة فقط. للبقاء على الأرض ، كان على النباتات أن تحمي نفسها من الأشعة فوق البنفسجية وأن تطور الأبواغ وبعد ذلك البذور التي سمحت لها بالانتشار على نطاق أوسع. ساعدت هذه الابتكارات النباتات على أن تصبح واحدة من أكثر أشكال الحياة تأثيرًا على الأرض. اليوم ، توجد النباتات في كل نظام بيئي رئيسي على هذا الكوكب ، ويصف العلماء أكثر من 2,000 نوع جديد كل عام.
الفيلم الوثائقي الجديد لديفيد أتينبورو ذا جرين بلانيت يسلط الضوء على النباتات وقدرتها على إلهامنا. في مثال حديث واحد فقط ، نجح المهندسون في محاكاة شكل بذور القيقب المجنحة لتصميم توربينات الرياح الجديدة.
تحتفظ النباتات بالعديد من الأسرار التي لم يكتشفها العلماء بعد. ولكن هناك خمسة اكتشافات ساعدتنا على رؤية أبناء عمومتنا البعيدين في ضوء جديد.
1. النباتات "تتحدث" مع بعضها البعض
بالطبع ، لا تمتلك النباتات الحبال الصوتية وبالتالي لا يمكنها التحدث مثلما نتحدث. لكنهم يستخدمون الإشارات الكيميائية والإلكترونية لتنسيق الاستجابات لبيئتهم.
عندما تتلف الخلايا النباتية ، مثل الحشائش التي تقطعها جزازة العشب ، فإنها تطلق شظايا بروتينية يمكن اكتشافها بواسطة النباتات المحيطة. إنه يشبه نظام مراقبة الحي: عندما يتضرر مصنع ، يتم إخطار الآخرين بوجود خطر في الجوار. هذا يمكن أن يؤدي إلى استجابة مناعية أو دفاعات أخرى.
وبالمثل ، يمكن للنباتات اكتشاف الملقحات في المناطق المجاورة لها وإطلاق مواد كيميائية لجذبها. هذه الإشارات تجعل النباتات اتصالات معقدة للغاية.
2. يمكن أن تتحرك النباتات
في كتابه الأساسي قوة الحركة في النباتات، الذي نُشر عام 1880 ، وصف تشارلز داروين قدرة النباتات على التحرك بعيدًا أو باتجاه الضوء. يسمي العلماء هذا الاتجاه الضوئي. من المعروف الآن أن حركات النبات لا تسترشد بالضوء فحسب ، بل أيضًا بالمياه والمغذيات واستجابة لرعي الحيوانات والمنافسة من النباتات الأخرى.
قد تظهر النباتات مجمدة في مكانها ، متجهة للبقاء حيث تنبت بذورها. لكن في الواقع ، تقوم النباتات باستمرار بتعديل أوراقها وجذورها وسيقانها لتحسين فرص بقائها على قيد الحياة. على سبيل المثال ، دائمًا ما تنمو جوانب السيقان المظللة لفترة أطول لضمان نمو النبات باتجاه الضوء في عملية تتوسط فيها الهرمونات. تظهر الجذور تأثيرًا معاكسًا ، مما يجعلها تنمو بعيدًا عن الضوء.
في بعض الحالات القصوى ، يمكن للنباتات أن تتحرك عبر غابة بأكملها. تنمو الكروم البدوية صعودًا من قاع جذع الشجرة ثم تنفصل عن التربة. في وقت لاحق ، يضعون جذورهم الجوية وينزلون مرة أخرى ، مما يسمح لهم بذلك التنقل بين الأشجار.
3. يمكن أن تنمو النباتات في الفضاء الخارجي
لقد أثارت فكرة عبور الفضاء والعيش على كواكب أخرى خيال الإنسان منذ فترة طويلة. لكن لم يتم العثور على كواكب لها نفس بيئة الأرض. نحن نعلم أن النباتات خبراء في تعديل البيئات لتناسب احتياجات الحياة الأكثر تعقيدًا. عندما بدأت الغابات المبكرة في عملية التمثيل الضوئي، قامت بتزويد الغلاف الجوي للأرض بالأكسجين وخفض ثاني أكسيد الكربون، مما جعل الكوكب أكثر ملاءمة للعيش.
هل يمكن لزراعة النباتات على الكواكب البعيدة أن تجعلها أكثر ملاءمة لاحتياجاتنا؟ أثناء سباق الفضاء بين الاتحاد السوفياتي والولايات المتحدة في الخمسينيات والستينيات من القرن الماضي ، درس العلماء كيفية نمو النباتات وتطورها في الفضاء. حتى الآن ، طور العلماء 1950 نوعًا مختلفًا من النباتات في غرف متخصصة ، بما في ذلك المحاصيل مثل ذرة ، قمح ، طماطم و خس. لا تزال هناك تحديات كبيرة أمام نمو نباتات الأرض خارج غلافنا الجوي ، بما في ذلك الإشعاع أثناء رحلة الفضاء والاختلافات في حركات الغاز في الفضاء مقارنة بالأرض. إذا كنت تعتقد أنه من الصعب الحفاظ على نبتة حية في المنزل ، فحاول القيام بذلك في الفضاء.
تظل القدرة على إعادة تشكيل كوكب - مما يجعله مناسبًا للبشر للعيش فيه - بعيدة المنال. لكن التقدم الكبير في علم النبات على مدى السنوات القليلة الماضية جعل هذا هدفًا قابلاً للتحقيق ، ربما خلال حياة الناس على قيد الحياة اليوم.
4. واحد من كل عشرة نباتات ينمو على نباتات أخرى
غالبًا ما يبلغ ارتفاعها عشرات الأمتار بعضًا من أكبر الكائنات الحية على هذا الكوكب. يمكن لأشجار الخشب الأحمر ، على سبيل المثال ، أن تنمو بطول يزيد عن 100 متر. بدأ العلماء أولاً في دراسة مظلات الغابات الشاهقة من خلال تدريب القرود أو توظيف متسلقين ماهرين لجمع العينات. حتى أن البعض استخدم البنادق لإسقاط العينات.
لم يكن حتى الثمانينيات من القرن الماضي أن أصبحت أبحاث المظلات تخصصًا علميًا في حد ذاتها ، مع استخدام تقنيات تسلق الحبال المستعارة من تسلق الجبال. في وقت لاحق ، انضمت الرافعات والبالونات والطائرات بدون طيار إلى مجموعة أدوات العديد من العلماء. لكن لماذا تخاطر بحياتك لتسلق الشجرة؟ ماذا يحدث هناك؟
يقدر أن يصل إلى 80٪ من الأنواع في الغابة إما يستخدمون أو يعيشون حياتهم بأكملها في مظلة الغابة. واحد من كل عشرة أنواع معروفة من النباتات الوعائية - الأنواع التي تستخدم أوعية تشبه الوريد لنقل المياه والمغذيات في جميع أنحاء الجسم - تنمو فوق النباتات الأخرى.
وتسمى هذه بالنباتات الهوائية. هم ليسوا طفيليات ، ولكن بدلاً من ذلك يستخدمون مضيفهم للحصول على الدعم المادي. هذا يمنحهم ميزة على النباتات التي تنمو في الغابة السفلى ، حيث يكون الضوء نادرًا. تنمو معظم بساتين الفاكهة على الأشجار ويمكن أن تحتوي الشجرة الواحدة على ما يصل إلى 50 نوعًا من النباتات العشوائية. في كثير من الأحيان ، تضع هذه النباتات الهوائية أوراقًا أكثر من الشجرة المضيفة.
5. يمكن أن تشير النباتات إلى التغيير العالمي
الكائنات الحية حساسة للغاية للتغيرات في بيئتها والنباتات على وجه الخصوص قد استخدمت لاكتشاف هذه التغييرات لعدة قرون. عندما يبدأ لون الأوراق في التغير في الخريف ، فإنه ينذر عادةً بوصول أشهر أكثر برودة وأكثر قتامة.
بعض أنواع السرخس معرضة بشكل خاص للتغيرات في مناخها المحلي. تنمو السرخس الغشائي في المناطق المظللة من الغابات الاستوائية ، عادة بالقرب من قواعد الأشجار أو على الصخور الرطبة. إنها تعتمد على الماء ودرجات الحرارة المنخفضة ، وهي مؤشرات جيدة على الجفاف القادم وارتفاع درجات الحرارة.
منذ الثمانينيات ، ارتفع متوسط درجة الحرارة العالمية كنتيجة مباشرة لحرق الوقود الأحفوري مثل الفحم ، الذي ترسبته النباتات منذ ملايين السنين أثناء التكوين المبكر للغابات. نحن نعيش في زمن يتغير ، ويمكن أن يساعدنا فهم كيفية استجابة النباتات للتغيرات في المناخ على إعداد أنفسنا للمستقبل.
نبذة عن الكاتب
سفين باتكي ، محاضر في علم الأحياء ، جامعة إيدج هيل
يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.
جي
